Апаратна складова комп’ютера

 

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Економічний факультет

 

 

 

 

Реферат

з курсу «Сучасні інформаційні технології»

на тему:

«Апаратна складова комп’ютера»

 

 

                                                                Виконав:

студент 1 курсу

спеціальності «Міжнародна економіка»

групи №1

Панасенко Олександр  Романович

Науковий керівник:

Косинський  Валерій Іванович

 

Київ-2011

Зміст

1.Вступ

2. Внутрішні пристрої персонального комп’ютера.

2.1 Системний блок

2.1.1 Материнська плата

2.1.2 Процессор

2.1.3 ОЗУ

2.2 Карти розширення

2.2.1 Відеокарта

2.2.2 Звукова карта

2.2.3 Мережева плата

2.3 Відсікі накопичувачів

2.3.1 Жорсткі диски

2.3.2 Оптичні приводи

2.4 Блок живлення

3. Пристрої вводу і виводу  інформації

3.1 Пристрої вводу інформації

3.1.1 Клавіатура

3.1.2 Миша, трекбол або тачпад

3.1.3 Джойстик

3.1.4  Сканер

3.2  Пристрої виводу інформації

3.2.1 Монітор

3.2.2 Колонки/ Навушники

3.2.3 Принтер

3.2.4 Плоттер

3.3 Модем

4. Висновок

5 Список використаних джерел

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Вступ

Комп'ютер (англ. computer - «обчислювач») - багатозначний термін, найбільш часто вживається як позначення програмно керованого електронного пристрою обробки інформації.

В сучасному розумінні, комп’ютер – це універсальний електронний пристрій, призначений для автоматизації накопичення, збереження, опрацювання, передачі та відтворення даних.

Для опрацювання інформації потрібні певний набір технічних пристроїв (апаратна складова) і програми (програмна складова), які будуть керувати роботою цих пристроїв. Сукупність програмної і апаратної складової називають інформаційною системою. Традиційно апаратну складову, на відміну від програмної, називають жорсткою, незмінною частиною системи. Звідси походить і назва hardware (hard — твердий, ware — виріб).

Для певного типу комп'ютера створюються різноманітні програми для реалізації потреб користувачів. Програми постійно змінюються, поновлюються, удосконалюються, розширюються їх можливості. Програмне забезпечення вважається більш гнучкою, «м'якою» складовою і називається software (soft — м'який, ware — виріб).

Апаратна  складова сучасного персонального комп'ютера звичайно складається з двох основних частин: системного блоку та периферії, тобто пристроїв введення і виведення інформації.

У настільному  комп'ютері системний блок та периферійні пристрої (монітор, клавіатура, маніпулятор «миша») є окремими частинами комп'ютера. Портативний варіант побудови персонального комп'ютера передбачає поєднання всіх пристроїв у єдину конструкцію. Серед портативних розрізняються «блокнотна» конструкція, або „ноутбук” (від англ. notebook — блокнот); наколінна конструкція, або «лептоп» (від англ. lap — коліно, top — вершина); комп'ютер, що розміщується на долоні, або «палмтоп» (від англ. palm — долоня).

 

 

 

2.Внутрішні пристрої персонального комп’ютера.

2.1 Системний блок 

Системний блок (сленг. системник, кейс, корпус) - функціональний елемент, що захищає внутрішні компоненти комп'ютера від зовнішнього впливу і механічних пошкоджень, що підтримує необхідний температурний режим усередині, екранує створювані внутрішніми компонентами електромагнітне випромінювання і є основою для подальшого розширення системи. Системні блоки масово виготовляють заводським способом з деталей на основі сталі, алюмінію і пластика. Для креативного творчості використовуються такі матеріали, як деревина або органічне скло. Як привернути увагу до проблем захисту навколишнього середовища, випущений корпус з гофрокартону. На ньому розміщені фронтальна панель з кнопками включення і перезавантаження, індикаторами живлення і накопичувачів, опціонально гнізда для навушників і мікрофону, інтерфейси передачі даних,USB-порти, кард-рідери.

2.1.1.  Материнська плата

Від англ. Motherboard. Це серце комп'ютера, найбільший і складний пристрій. Саме до материнської плати підключаються всі інші пристрої, що входять до складу системного блоку. Функція материнської плати така: вона забезпечує зв'язок між всіма пристроями, за допомогою передачі сигналу від одного пристрою до іншого.

Системна  плата (англ. motherboard, MB, материнська плата, також використовується назва англ. Mainboard - головна плата; на комп'ютерному жаргоні - мама, мати, материнка) - це складна багатошарова друкарська плата, на якій встановлюються основні компоненти персонального комп'ютера або сервера початкового рівня (центральний процесор, контролер ОЗП і власне ОЗУ, завантажувальний ПЗП, контролери базових інтерфейсів вводу-виводу). Саме материнська плата об'єднує і координує роботу таких різних за своєю суттю і функціональності комплектуючих, як процесор, оперативна пам'ять, плати розширення та всілякі накопичувачі. Це другий за важливістю компонент системного блоку.

Основні компоненти, встановлені на системній платі:

• Центральний процесор.
• Північний міст (англ. Northbridge), MCH (Memory controller hub), системний контролер - забезпечує підключення ЦПУ до вузлів, що використовують високопродуктивні шини: ОЗУ, графічний контролер.

Для підключення  ЦПУ до системного контроллера можуть використовуватися такі FSB-шини, як Hyper-Transport і SCI.

Зазвичай до системного контроллера підключається ОЗУ. У такому випадку він містить в собі контроллер пам'яті. Таким чином, від типу застосованого системного контроллера зазвичай залежить максимальний об'єм ОЗУ, а також пропускна здатність шини пам'яті персонального комп'ютера. Але в даний час є тенденція вбудовування контролера ОЗУ безпосередньо в ЦПУ (наприклад, контролер пам'яті вбудований у процесор в AMD K8 і Intel Core i7), що спрощує функції системного контролера і знижує тепловиділення.

Як шини для  підключення графічного контролера на сучасних системних платах використовується PCI Express. Раніше використовувалися загальні шини (ISA, VLB, PCI) і шина AGP.

• Південний міст (англ. Southbridge), ICH (I / O controller hub), периферійний контролер - містить контролери периферійних пристроїв (жорсткого диска, Ethernet, аудіо), контролери шин для підключення периферійних пристроїв (шини PCI, PCI-Express і USB), а також контролери шин, до яких підключаються пристрої, які не потребують високої пропускної здатності (LPC - використовується для підключення завантажувального ПЗУ; також шина LPC використовується для підключення мультіконтроллером (англ. Super I / O) - мікросхеми, що забезпечує підтримку «застарілих» низькопродуктивних інтерфейсів передачі даних: послідовного та паралельного інтерфейсів, контролера клавіатури і миші).

Як правило, північний і південний мости  реалізуються у вигляді окремих  НВІС, однак існують і одночиповие  рішення. Саме набір системної логіки визначає всі ключові особливості  системної плати і те, які пристрої можуть підключатися до неї.

• Оперативна пам'ять (також оперативне запам'ятовуючий пристрій, ОЗП). Кожна комірка оперативної пам'яті має свій індивідуальний адресу. Оперативна пам'ять передає процесору дані безпосередньо, або через кеш-пам'ять. ОЗУ виготовляється як окремий блок; також може входити в конструкцію однокристальної ЕОМ або мікроконтролера у вигляді оперативної пам'яті.

 

 

 

2.1.2 Процессор

Центральний процесор - електронний блок або мікросхема - виконавець машинних інструкцій (коди програм), головна частина апаратного забезпечення комп'ютера або програмованого логічного контролера. Іноді називають мікропроцесором або просто процесором. центральне пристрій комп'ютера, що виконує операції з обробки даних і управляє периферійними пристроями комп'ютера. У комп'ютерів четвертого покоління і старше функції центрального процесора виконує мікропроцесор на основі НВІС, яка містить кілька мільйонів елементів, конструктивно створений на напівпровідниковому кристалі шляхом застосування складної мікроелектронної технології.

Центральний процесор як обладнання відповідає за обробку  інформації. Працює він під управлінням  особливого програмного забезпечення, що перетворює вхідну інформацію у  вихідну. Необхідно відзначити і  той факт, що дані перетворення проводяться  за допомогою спеціальних системних команд. До речі, саме ці програми визначають послідовність дій процесора.

  Якщо не вникати в проблему особливо глибоко, процес роботи центрального процесора може бути зведений до наступного. Процесору потрібна інформація, що стосується того, яка математична інформація і з якими конкретно числами повинна бути проведена. Крім того, устаткування необхідно знати, що слід робити з результатом. Дані з цих питань містяться в кодах мікропроцесорів. При цьому числа, з яким безпосередньо працює процесор, в обов'язковому порядку повинні міститися або в регістрах процесора, або в оперативній пам'яті комп'ютера, або безпосередньо в самій мікрокоманд. У тому випадку, якщо зберігання інформації виробляється на пристрої зовнішньої пам'яті, вона повинна бути зчитана оперативною пам'яттю комп'ютера. Іншими словами мікрокоманд включаються до регістрів процесора, проходять процедуру обробки, яка завершується записом результату в оперативну пам'ять.

Швидкодія (обчислювальна  потужність) - це середнє число операцій процесора в секунду.

Тактова частота  в МГц. Тактова дорівнює кількості  тактів в секунду. Такт - це проміжок часу між початком подачі поточного  імпульсу ГТЧ і початком подачі наступного. Характерні тактові частоти мікропроцесорів: 40 МГц, 66 МГц, 100 МГц, 130 МГц 166 МГц, 200 МГц, 333 МГц, 400 МГц, 600 МГц, 800 МГц, 1000 МГц і т. д. До 3ГГц Тактова частота відображає рівень промислової технології , по якій виготовлявся даний процесор. Вона також характеризує і комп'ютер, тому за назвою моделі мікропроцесора можна скласти досить повне уявлення про те, до якого класу належить комп'ютер. Тому часто комп'ютерам дають імена мікропроцесорів, що входять до їх складу. Нижче наведені назви найбільш масових процесорів, випущені фірмою Intel і роки їх створення: 8080 (1974 р.), 80286 (1982 р.), 80386DX (1985 р.), 80486DX (1989 р.), 80586 або Pentium (1993 р. ), Pentium Pro (1995 р.), Pentium II (1997 р.), Pentium III (1999 р.), Pentium IV (2001 р.). Як видно, збільшення частоти - одна з основних тенденцій розвитку мікропроцесорів. На ринку масових комп'ютерів лідируюче місце серед виробників процесорів займають 2 фірми: Intel і AMD. За ними закріпилася назва базове, що переходить від моделі до моделі. У Intel - це Pentium і модель з урізаною кеш-пам'яті Pentium Celeron; в AMD - це Athlon і модель з урізаною кеш-пам'яттю Duron.

Розрядність процесора - це максимальна кількість біт  інформації, які можуть оброблятися  і передаватися процесором одночасно. Розрядність процесора визначається розрядністю регістрів, в які  поміщаються оброблювані дані. Наприклад, якщо регістр має розрядність 2 байти, то розрядність процесора дорівнює 16 (2x8); якщо 4 байта, то 32; якщо 8 байтів, то 64.

У найближчі 10-20 років, швидше за все, зміниться матеріальна  частина процесорів з огляду на те, що технологічний процес досягне фізичних меж виробництва. Можливо, це будуть:

• Оптичні комп'ютери - в яких замість електричних сигналів обробці піддаються потоки світла (фотони, а не електрони).
• Квантові комп'ютери, робота яких повністю базується на квантових ефектах. В даний час ведуться роботи над створенням робочих версій квантових процесорів.
• Молекулярні комп'ютери - обчислювальні системи, що використовують обчислювальні можливості молекул (переважно, органічних). Молекулярними комп'ютерами використовується ідея обчислювальних можливостей розташування атомів у просторі

2.1.3. ОЗУ

Оперативна  пам'ять (англ. Random Access Memory, пам'ять з довільним доступом) - енергозалежна частина системи комп'ютерної пам'яті, в якій тимчасово зберігаються дані і команди, необхідні процесору для виконання ним операції. Обов'язковою умовою є адресується (кожне машинне слово має індивідуальний адреса) пам'яті. Передача даних в оперативну пам'ять процесором виробляється безпосередньо, або через надшвидку пам'ять. Вміщені в оперативній пам'яті дані доступні тільки тоді, коли комп'ютер увімкнено. При виключенні комп'ютера вміст стирається з оперативної пам'яті, тому перед вимиканням комп'ютера всі дані потрібно зберегти. Так само від об'єму оперативної пам'яті залежить кількість завдань, які одночасно може виконувати комп'ютер.

Оперативне  запам'ятовуючий пристрій, ОЗП

2.2.Карти розширення

2.2.1. Відео карта 

Відеокарта (відома також як графічна плата, графічна карта,    відеоадаптер, графічний адаптер) - пристрій, що перетворює графічний образ, що зберігається, як вміст пам'яті комп'ютера або самого адаптера, в іншу форму, призначену для подальшого виведення на екран монітора. В даний час ця функція втратила основне значення, і в першу чергу під графічним адаптером розуміють пристрій з графічним процесором - графічний прискорювач, який і займається формуванням самого графічного образу.

Зазвичай відеокарта є платою розширення і вставляється в роз'єм розширення, універсальний (PCI-Express, PCI, ISA, VLB, EISA, MCA) або  спеціалізований (AGP), але буває і вбудованою (інтегрованою) в системну плату (як у вигляді окремого чіпа, так і в якості складової частини північного моста чіпсета або ЦПУ). У цьому випадку пристрій, строго кажучи, не може бути названо відеокартою.

Відеоадаптер виконує функції відеоконтролера (сполучає монітор з системним блоком), відеопроцесора (управляє виводом зображення) та відеопам’яті (управляє деякими характеристиками зображення ). Найбільш вживаними на даний час є відео адаптери SVGA, які дозволяють відображати до 16,5 млн. кольорів. Роздільна здатність екрану є одним з найбільш вагомих параметрів. Для кожного розміру монітора є своя оптимальна роздільна здатність.

Сучасні відеокарти не обмежуються  простим виведенням зображення, вони мають вбудований графічний процесор, який може виробляти додаткову обробку, знімаючи це завдання з центрального процесора комп'ютера. Наприклад, усі сучасні відеокарти Nvidia і AMD (ATi) здійснюють рендеринг графічного конвеєра OpenGL і DirectX на апаратному рівні. Останнім часом також має місце тенденція використовувати обчислювальні можливості графічного процесора для вирішення неграфічних завдань

Характеристики

• ширина шини пам'яті, вимірюється в бітах - кількість біт інформації, переданої за такт. Важливий параметр в продуктивності карти.
• обсяг відеопам'яті, вимірюється в мегабайтах - обсяг власної оперативної пам'яті відеокарти. Більший обсяг далеко не завжди означає більшу продуктивність. 
• Відеокарти, інтегровані в набір системної логіки материнської плати або є частиною ЦПУ, зазвичай не мають власної відеопам'яті і використовують для своїх потреб частину оперативної пам'яті комп'ютера (UMA - Unified Memory Access).
• частоти ядра і пам'яті - вимірюються в мегагерцах, чим більше, тим швидше відеокарта буде обробляти інформацію.
• текстурна і піксельна швидкість заповнення, вимірюється в млн. пікселів у секунду, показує кількість виведеної інформації в одиницю часу.